Лекция 15. Силы, действующие в машинах. КПД
Обзор: Виды сил. Силы в зацеплении прямозубой цилиндрической передачи. Трение в механизмах и машинах. Трение скольжения. Трение в плоском ползуне. Трение в клинообразном ползуне. Трение во вращательных парах. Трение качения. КПД при последовательном и параллельном соединении механизмов
Бесплатно
Просмотр: эта статья прочитана 4927 раз

pdf

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Силы в прямозубой цилиндрической передачеСилы и пары сил (моменты), которые приложены к механизму или машине, можно разделить на группы:

 1. Движущие силы и моменты, совершающие положительную работу (приложенные к ведущим звеньям).
 2. Силы и моменты сопротивления, совершающие отрицательную работу:

  • полезного сопротивления (совершают требуемую от машины работу и приложены к ведомым звеньям),
  • силы сопротивления.

 3. Силы тяжести и силы упругости пружин (как положительная, так и отрицательная работа).
4. Силы и моменты, приложенные к корпусу или стойке извне (реакция фундамента и т.п.), которые не совершают работу.
5. Силы взаимодействия между звеньями, действующие в кинематических парах.
6. Силы инерции звеньев, обусловленные массой и движением звеньев с ускорением, могут осуществлять положительную, отрицательную работу и не совершать работы.

Силы в зацеплении прямозубой цилиндрической передачи

 В зацелении прямозубой цилиндрической передачи действует нормальная сила, направленная по линии зацепления как общей нормали к поверхностям зубьев (реальная сила).

 Силы, действующие в зацеплении, принято прикладывать в полюсе зацепления. Нормальную силу   переносят в полюс и раскладывают на составляющие.

  •  окружную силу,
  •  радиальную силу.

Трение в механизмах и машинах

 При исследовании физических основ явления трения различают внутреннее и внешнее трения.

 Внутреннее трение – явление, происходящие в твердых, жидких и  газообразных телах, при их деформации и приводящее к необратимому рассеиванию энергии.

 Внешнее  трение – явление сопротивления  относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным  к ним и сопровождающееся диссипацией энергии.

 Сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленная к общей границе между этими телами, называется сила трения.

 Материал, который вводится на поверхность трения для уменьшения силы трения и интенсивности износа, называется смазывающим материалом. Подведение смазывающего материала к поверхности трения навивают смазкой.

 В зависимости от  характера относительного движения различают:

  • трение скольжения,
  • трение качения.

В зависимости от состояния поверхности трение скольжения бывает:

  • сухое  - тела непосредственно касаются друг друга (без смазывания),
  • граничное - тела разделены смазочным маслом, но не по всей поверхности,
  • жидкостное -  тела разделены объемом смазочного материала.

 Трение скольжения имеет место при относительном движении двух тел, скорости которых в точке контакта различны.

 Оно обусловлено двумя факторами:

  • шероховатостью поверхностей,
  • силами межмолекулярного взаимодействия между двумя телами.

 Коэффициент трения  f зависит от:

  • материала,
  • чистоты обработки поверхности,
  • смазки,
  • относительной скорости (уменьшается с увеличением скорости),
  • удельного давления (увеличивается с увеличением нагрузки).

  Трение качения возникает  в высших кинематических парах, скорости которых в точка соприкосновения одинаковы по величине и по направлению. Оно обусловлено:

  • деформацией реальных тел,
  • явлением перемещений на поверхности тел,
  • явлением межмолекулярного взаимодействия,
  • наличием относительного скольжения.

 В зоне контакта  неподвижого цилиндра  и плоскости возникает местная деформация контактного сжатия, напряжение распределяются по эллиптическому закону и линия действия равнодействующей N этих напряжений совпадает с линией действия силы нагрузки на цилиндр  Q . При перекатывании цилиндра распределение нагрузки становится несимметричным с максимумом, смещенным в сторону движения. Равнодействующая N смещается на величину k – плечо силы трения качения, которая еще назвается коэффициентом трения качения и имеет размерность длины (см). При качении необходимо преодолеть момент трения качения

 Под действием движущей силы цилиндр может при одних условиях перекатываться, в других скользить.

 Негативными последствиями трения в механизмах являются:

  • износ – изменение размеров и зазоров в кинематических парах;
  • повышенный нагрев;
  • снижение КПД.

КПД

 КПД учитывает механические потери.Элементы машины могут соединяться последовательно, параллельно и смешанно.

 При последовательном соединении механизмов общий КПД меньше с наименьшего КПД отдельного механизма

 Механизм последовательно включать не рекомендуется.

 При параллельном соединении механизмов общий КПД больше наименьшего и меньше наибольшего КПД отдельного механизма.

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...